破面解析によるプラスチック射出成形品クラックの問題解決

破面解析は、割れの起点、亀裂の伝搬方向、荷重波形、破壊形態 (衝撃、延性、疲労、溶剤) を特定する。クラックの原因は、異物あるいはボイド、衝撃あるいは繰り返し荷重、シャープコーナーあるいは薄肉部、溶剤あるいは薬品などである。クラックの問題解決は、安全上極めて重要であり、製造時の対策及び使用時の対策を最優先する。クラックの種類を細かく分類し、各々具体的な対策を示す。

【1】破面解析の原理

1. クラックの観察
   1. 割れの起点
   2. 亀裂の伝搬方向
   3. 荷重波形
   4. 破壊形態 (衝撃、延性、疲労、溶剤)
2. クラックの原因
   1. 異物あるいはボイド
   2. 衝撃あるいは繰り返し荷重
   3. シャープコーナーあるいは薄肉部
   4. 溶剤あるいは薬品
3. マクロな観察
   1. 断面の状況
   2. 破断の状況
4. クラックの分類
   1. 詳細な分類 (16種類)
   2. 対策の分類 (8種類)
5. 観察方法
   1. 光学顕微鏡
   2. 電子顕微鏡

【2】射出成形品のクラック対策

1. シャープコーナーのクラック対策
   1. 金型加工時のシャープエッジ
   2. 成形品設計ではコーナーのR
   3. 成形時に顕微鏡で確認
2. ゲートクラック対策
   1. ゲートの修正
   2. 成形材料の情報収集
   3. 成形条件の適正化
3. 抜け不良クラック対策
   1. 金型のシボ模様の適正選択
   2. 金型の抜き勾配の増加
   3. 成形条件の適正化
   4. 金型の磨きの強化
   5. 金型みがきの目安
4. 単純応力クラック対策
   1. 強度計算
   2. 剛性と衝撃強度の確保
5. 残留応力クラック対策
   1. 成形品の内部ひずみ
   2. 残留応力の除去
6. 環境応力クラック対策
   1. 金型の油の管理
   2. インサート金具の脱脂
   3. 成形品の油付着防止
   4. ストレスクラックに弱い材料と強い材料
7. 熱応力クラック対策
   1. 金属とプラスチックの熱膨張の差
   2. 温寒サイクルテスト
8. 熱劣化クラック対策
   1. 熱劣化の原理
   2. 促進試験
9. 成形材料過熱のクラック対策
   1. シリンダー温度
   2. スクリュ―回転数
   3. スクリュー背圧
   4. 滞留時間
10. 再生材料使用のクラック対策
    1. スプルー・ランナーの再生
    2. 成形不良品の再生
    3. 再生材料の混合割合
11. 低温脆性によるクラック対策
    1. 成形品の使用温度
    2. 低温脆性
12. 耐候性不足によるクラックの対策
    1. 紫外線の影響
    2. 耐候性グレード
13. ウエルドラインのクラック対策
    1. エアーベントの強化
    2. ゲート位置の変更
    3. 捨てタブ
    4. みがきの強化
    5. 金型表面の汚れ除去
    6. ウエルドラインの強度
14. バブルによるクラック対策
    1. 金型の修正
    2. 成形材料の乾燥
    3. 成形条件の適正化
    4. 異種成形材料の混入防止
15. 異物によるクラック対策
    1. 金型ホットランナーの掃除
    2. 成形材料の取り扱い
    3. 成形機のスクリューを抜いての掃除
    4. 成形条件の適正化
16. ガラス繊維の抜けによるクラック対策
    1. 樹脂と接着する表面処理
    2. 成形条件の適正化

【3】破面画像

1. 破面画像事例
   1. 脆性破壊
   2. 延性破壊
   3. 剪断破壊
   4. 疲労破壊
   5. クリープ破壊
2. 破壊画像事例
   1. シャープコーナー
   2. 密着不良
   3. ウエルドライン
   4. バリ
3. その他画像事例
   1. 非強化樹脂
   2. ガラス繊維等強化樹脂

• 質疑応答
  • 総合討論 (事例研究)
  • 海外工場と日本工場の特徴 (日本工場の生きる道)
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